本發明涉及涂料技術領域，特別是涉及一種3d噴墨打印用墨水及其制備方法。
背景技術：
3d噴墨打印是將墨滴噴射到接受介質上形成圖像或文字的打印技術(李曉燕，張曙.三維打印成型粉末材料的實驗研究[c].2005年中國機械工程學會年會論文集，2005)。3d噴墨打印所需要的墨滴并非由簡單的粉末構成，它包括粉末材料以及與之匹配的粘結溶液以及后處理材料(bredtj.f.，andersont.c.，russelld.b.threedimensionalprintingmaterialsystemandmethod[p].us：6610429，2003)。為了滿足成型要求，需要這考慮粉末及相應粘結溶液的成分和性能。
在3d噴墨技術不斷發展的今天，其制約因素逐步凸顯，3d噴墨墨水材料的粘度大，阻塞噴墨設備的噴嘴，造成設備損耗，使用期間維護費用高；大粘度的墨水在噴嘴處形成的墨滴體積也較大，圖案分辨率隨之降低，膠黏劑的粘度也會直接影響到對粉末層的滲透效果；如果墨水粘度較小，滴落在介質表面鋪展的形狀不容易控制，噴墨實物結構松散。3d噴墨墨滴體積與噴墨后實物有直接關系，3d噴墨墨滴體積越小，打印機分辨率越高，噴墨后所得實物就越細致；墨滴體積越大，精密度越差，實物相對粗糙(cimam.j.three-dimensionalprintingtechniques[p].u.s：7049363，2006)。此外，傳統的噴墨技術僅依靠重力控制墨滴的滴落，空氣流動、表面浸潤性等外界因素都會影響所得實物圖案的精確度。因此，制備出色彩度好、穩定性高、流變性好、粘度適中的墨水對3d噴墨打印的發展至關重要。
技術實現要素：
本發明提供一種原料成本低，制備便捷、易操作、穩定性高、流變性好、粘度適中的3d噴墨打印用墨水及其制備方法。
本發明采用如下技術方案：
本發明一種3d噴墨打印用墨水，包括以下質量百分比的組分：色母粉25～40％，輕質碳酸鈣5～10％，消光劑2～10％，氣相二氧化硅1～9％，乙二醇丁醚10～25％，乳化劑5～15％，水5～25％和樹脂5～25％。
本發明一種3d噴墨打印用墨水，進一步的，所述輕質碳酸鈣的粒徑小于1μm。
本發明一種3d噴墨打印用墨水，進一步的，所述消光劑為金屬皂類、體質顏料、蠟和二氧化鈦中的一種或幾種。
本發明一種3d噴墨打印用墨水，進一步的，所述氣相二氧化硅粒徑小于50nm。
本發明一種3d噴墨打印用墨水，進一步的，所述乳化劑為單雙甘油酯、二乙酰化酒石酸甘油脂、司盤20、司盤60、吐溫20、吐溫60和吐溫80中的一種或幾種。
本發明一種3d噴墨打印用墨水，進一步的，所述樹脂為水溶性樹脂，為水性丙烯酸樹脂、水性聚酯樹脂、水性環氧樹脂和水性聚氨酯樹脂中的一種或幾種。
本發明一種3d噴墨打印用墨水的制備方法，包括以下步驟：
(1)制備色漿：將色母粉與水混合，攪拌18～30分鐘，在真空烘箱中預熱，再次進行攪拌形成色漿；
(2)備料：按照以下質量百分比進行備料：輕質碳酸鈣5～10％，消光劑2～10％，氣相二氧化硅1～9％，乙二醇丁醚10～25％，乳化劑5～15％，樹脂5～25％；
(3)攪拌：在色漿中，依次加入輕質碳酸鈣、消光劑、氣相二氧化硅、乙二醇丁醚、乳化劑和樹脂，攪拌。
本發明一種3d噴墨打印用墨水的制備方法，進一步的，步驟(1)中色母粉與水比例為7：3。
本發明一種3d噴墨打印用墨水的制備方法，進一步的，所述真空烘箱的溫度為45～60℃，預熱時間為25～45min。
本發明一種3d噴墨打印用墨水與現有技術相比，具有如下有益效果：
(1)不腐蝕噴頭，噴頭使用維護費低；
(2)打印清晰、色彩逼真、不擴散；
(3)環保、成本低廉；
(4)易于分散、墨滴性態液體穩定，能存儲，不會發生化學變化或變質滋生微生物。
具體實施方式
制備實施例
本發明一種3d噴墨打印用墨水的制備方法，包括以下步驟：
(1)制備色漿：將色母粉與水混合，攪拌20分鐘，在真空烘箱中預熱，再次進行攪拌形成色漿；
(2)備料：按照以下質量百分比進行備料：輕質碳酸鈣5～10％，消光劑2～10％，氣相二氧化硅1～9％，乙二醇丁醚10～25％，乳化劑5～15％，樹脂5～25％；
(3)攪拌：在色漿中，依次加入輕質碳酸鈣、消光劑、氣相二氧化硅、乙二醇丁醚和乳化劑和樹脂，攪拌攪拌25～35min。
表1制備5組實施例各組分及其用量
表2制備實施例組分粒徑
表3實施例中乳化劑和樹脂的具體配比
實施例1
制備方法，包括以下步驟：
1)制備色漿：將色母粉與水混合，攪拌20min，在真空烘箱中預熱(真空烘箱的溫度為50℃，預熱時間為30min)，再次進行攪拌形成色漿；
2)備料：按照以下質量百分比進行備料：3d噴墨打印用墨水，由色母粉40％，輕質碳酸鈣5％(粒徑為0.9μm)，消光劑5％，氣相二氧化硅5％(粒徑為45μm)，乙二醇丁醚10％，乳化劑7％，水17.2％和樹脂10.8％組成。
3)攪拌：在色漿中，依次加入輕質碳酸鈣、消光劑、氣相二氧化硅、乙二醇丁醚、乳化劑和樹脂，攪拌30min。
檢測：檢測墨水的流速、粘度。
實施例2
制備方法，包括以下步驟：
1)制備色漿：將色母粉與水混合，攪拌20min，在真空烘箱中預熱(真空烘箱的溫度為50℃，預熱時間為30min)，再次進行攪拌形成色漿；
2)備料：按照以下質量百分比進行備料：3d噴墨打印用墨水，由色母粉40％，輕質碳酸鈣6％(粒徑為0.8μm)，消光劑6％，氣相二氧化硅6％(粒徑為40μm)，乙二醇丁醚11％，乳化劑6％，水17.2％和樹脂7.8％組成。
3)攪拌：在色漿中，依次加入輕質碳酸鈣、消光劑、氣相二氧化硅、乙二醇丁醚、乳化劑和樹脂，攪拌30min。
檢測：檢測墨水的流速、粘度。
實施例3
制備方法，包括以下步驟：
1)制備色漿：將色母粉與水混合，攪拌25min，在真空烘箱中預熱(真空烘箱的溫度為60℃，預熱時間為45min)，再次進行攪拌形成色漿；
2)備料：按照以下質量百分比進行備料：3d噴墨打印用墨水，由色母粉35％，輕質碳酸鈣7％(粒徑為0.7μm)，消光劑7％，氣相二氧化硅7％(粒徑為45μm)，乙二醇丁醚15％，乳化劑13％，水15％和樹脂1％組成。
3)攪拌：在色漿中，依次加入輕質碳酸鈣、消光劑、氣相二氧化硅、乙二醇丁醚、乳化劑和樹脂，攪拌35min。
檢測：檢測墨水的流速、粘度。
實施例4
制備方法，包括以下步驟：
1)制備色漿：將色母粉與水混合，攪拌25min，在真空烘箱中預熱(真空烘箱的溫度為60℃，預熱時間為45min)，再次進行攪拌形成色漿；
2)備料：按照以下質量百分比進行備料：3d噴墨打印用墨水，由色母粉30％，輕質碳酸鈣8％(粒徑為0.6μm)，消光劑8％，氣相二氧化硅8％(粒徑為40μm)，乙二醇丁醚13％，乳化劑7％，水12.9％和樹脂13.1％組成。
3)攪拌：在色漿中，依次加入輕質碳酸鈣、消光劑、氣相二氧化硅、乙二醇丁醚、乳化劑和樹脂，攪拌35min。
檢測：檢測墨水的流速、粘度。
實施例5
制備方法，包括以下步驟：
1)制備色漿：將色母粉與水混合，攪拌30min，在真空烘箱中預熱(真空烘箱的溫度為50℃，預熱時間為30min)，再次進行攪拌形成色漿；
2)備料：按照以下質量百分比進行備料：3d噴墨打印用墨水，由色母粉25％，輕質碳酸鈣10％(粒徑為0.5μm)，消光劑10％，氣相二氧化硅9％(粒徑為35μm)，乙二醇丁醚10％，乳化劑11％，水10.7％和樹脂14.3％組成。
3)攪拌：在色漿中，依次加入輕質碳酸鈣、消光劑、氣相二氧化硅、乙二醇丁醚、乳化劑和樹脂，攪拌35min。
檢測：檢測墨水的流速、粘度。
本發明公開的一種3d噴墨打印用墨水不腐蝕噴頭，噴頭使用維護費低；打印清晰、色彩逼真、不擴散；環保、成本低廉；易于分散、墨滴性態液體穩定，能存儲，不會發生化學變化或變質滋生微生物的優點。噴射溫度下具有約10cps～25cps(厘泊)之間的粘度，非常適合作噴墨打印油墨使用。
以上所述的實施例僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。